A geometria do bisel da agulha influencia a magnitude da deflexão flexural no ultrassom

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 17096 (2022) Citar este artigo

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Foi recentemente demonstrado que o uso de ultrassom aumenta o rendimento do tecido na biópsia por aspiração com agulha fina aprimorada por ultrassom (USeFNAB) em comparação com a biópsia por aspiração com agulha fina convencional (FNAB). Até o momento, a associação entre a geometria do chanfro e a ação da ponta da agulha não foi amplamente explorada. Neste estudo, estudamos as características de ressonância da agulha e a magnitude da deflexão de várias geometrias de bisel de agulha com vários comprimentos de bisel. Com uma lanceta convencional, com bisel de 3,9 mm de comprimento, a relação deflexão-potência (DPR) da ponta no ar e na água foi de 220 e 105 µm/W, respectivamente. Isso foi maior em comparação com uma ponta axissimétrica, com um comprimento de bisel de 4 mm, que alcançou um DPR de 180 e 80 µm/W no ar e na água, respectivamente. Este estudo enfatizou a importância da relação entre rigidez à flexão da geometria do chanfro no contexto de vários meios de inserção e, assim, pode fornecer entendimento sobre abordagens para controlar a ação de corte pós-punção, modificando a geometria do chanfro da agulha, essencial para a aplicação USeFNAB.

A punção aspirativa com agulha fina (FNAB) é um método que utiliza agulhas para obter uma amostra de tecido de uma patologia suspeita1,2,3. Foi demonstrado que as pontas do tipo Franseen obtêm maior rendimento diagnóstico do que a lanceta convencional4 e a ponta Menghini5. Biséis axi-simétricos (ou seja, circunferenciais) também foram sugeridos para aumentar a probabilidade de uma amostra histopatologicamente adequada6.

Durante uma biópsia, a agulha é penetrada na pele e nas camadas de tecido para acessar a patologia suspeita. Estudos recentes sugerem que a atuação ultrassônica pode reduzir as forças de punção necessárias em tecidos moles7,8,9,10. Foi demonstrado que a geometria do bisel da agulha influencia as forças de interação da agulha, por exemplo, comprimentos de bisel mais longos demonstraram exibir forças de punção de tecido mais baixas11. Após a penetração da agulha na superfície do tecido, ou seja, após a punção, foi sugerido que as forças de corte da agulha poderiam contribuir com até 75% das forças totais de interação agulha-tecido12. Em estágios pós-punção, foi demonstrado que a ultrassonografia (US) pode aumentar o rendimento da biópsia diagnóstica em tecidos moles13. Outros métodos com US-realce de biópsia de osso foram desenvolvidos para amostragem de tecidos duros14,15, mas nenhum resultado na melhoria do rendimento da biópsia foi relatado. Também foi estabelecido em vários estudos que o deslocamento mecânico aumenta com o aumento da tensão de condução do ultrassom16,17,18. Embora existam muitos estudos sobre as forças estáticas axiais (longitudinais) na interação agulha-tecido19,20, há pesquisas limitadas sobre dinâmica temporal e geometria do bisel da agulha em PAAF com ultrassom (USeFNAB).

O objetivo deste estudo foi investigar o papel de diferentes geometrias de bisel na ação da ponta da agulha, em uma agulha acionada por flexão em uma frequência ultrassônica. Mais especificamente, estudamos na pós-punção, a influência do meio de inserção na deflexão da ponta da agulha, para um bisel de agulha convencional (ou seja, a lanceta), geometria simétrica e assimétrica de bisel de passo único (Fig. 1) . Compreender como a ação da ponta da agulha é controlada pode ser benéfico no desenvolvimento de agulhas USeFNAB para diferentes finalidades, como a obtenção seletiva de um aspirado ou núcleos de tecidos moles.

Diferentes geometrias de bisel incluídas neste estudo. (a) Lancet com especificações de acordo com a ISO 7864:201636, onde \(\alpha\) era o ângulo do chanfro primário, \(\theta\) era o ângulo de rotação do chanfro secundário e \(\phi\) era o chanfro secundário ângulo, quando girado, medido em graus (\(^\circ\)). (b) Bisel linear assimétrico de passo único (referido como "padrão" na DIN 13097:201937) e (c) bisel linear axissimétrico (circunferencial) de passo único.